JPS63240026A - Side etching - Google Patents

Side etching

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JPS63240026A
JPS63240026A JP7501287A JP7501287A JPS63240026A JP S63240026 A JPS63240026 A JP S63240026A JP 7501287 A JP7501287 A JP 7501287A JP 7501287 A JP7501287 A JP 7501287A JP S63240026 A JPS63240026 A JP S63240026A
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林志 杉野
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Abstract

PURPOSE:To increase the amount of side etching and decrease damage to the etched surface by a method wherein a substrate is arranged in a gas selectively etching the first layer by excitation while the substrate is irradiated with light exciting the etching gas from the second translucent layer side. CONSTITUTION:A substrate 1 is arranged in a gas selectively etching a first layer 2 by excitation through a second layer 3, a translucent layer, while the substrate 1 is irradiated with light 5 exciting the etching gas from the second layer 3 side. In other words, since the second layer 3 is translucent, the irradiated exciting light 5 reaches the side etching part and continuously excites the etchant gas near the etching surface during the side etching process. Through these procedures, the amount of side etching can be increased so that the etched surface may be made clean and smooth reducing damage to the surface.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 第一の層の表出部から第一の層上の第二の層の領域に入
り込むように第一の層をエツチングするサイドエツチン
グにおいて、 第二の層を透光性のものにし、エツチング部のエツチン
グガスを光により励起させることにより、サイドエツチ
ング量の増大を可能にさせ、然も清浄で平滑な表面を得
ながらエツチング面のダメージを低減させたものである
[Detailed Description of the Invention] [Summary] In side etching, in which the first layer is etched from the exposed portion of the first layer into the area of the second layer on the first layer, the second layer is etched. By making the etching transparent and exciting the etching gas in the etched area with light, it is possible to increase the amount of side etching, while reducing damage to the etched surface while obtaining a clean and smooth surface. It is.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、第一の層の表出部から第一の層上の第二の層
の領域に入り込むように第一の層をエツチングするサイ
ドエツチングの方法に関す。
The present invention relates to a side etching method in which a first layer is etched from an exposed portion of the first layer into a region of a second layer above the first layer.

エツチングは、半導体装置製造のウェーハプロセスなど
に重用されているが、その一つである上記サイドエツチ
ングは、半導体装置などの設計自由度を拡大させている
Etching is widely used in wafer processes for manufacturing semiconductor devices, and side etching, which is one of these techniques, expands the degree of freedom in designing semiconductor devices.

そして、サイドエツチング量の増大を図ることが出来れ
ば、上記の設計自由度は一層拡大される。
If the amount of side etching can be increased, the degree of freedom in design can be further expanded.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図はサイドエツチングの従来方法例を説明する側面
図である。
FIG. 3 is a side view illustrating an example of a conventional method of side etching.

同図に示すサイドエツチングは、図(a)に示した、表
面がSi3N4からなる基板1上のSSからなる第一の
屓2、およびその上にあって第一の屓2を表出させる開
孔4を有し5i02からなる第二の層3において、第一
の層2をサイドエツチングの対象にしてウェットエツチ
ングによって行うものである。
The side etching shown in the figure includes the first layer 2 made of SS on the substrate 1 whose surface is made of Si3N4, and the opening above it that exposes the first layer 2. In the second layer 3 having holes 4 and made of 5i02, wet etching is performed using the first layer 2 as a side etching target.

エツチング液には、上記の組み合わせでSiを選択的に
エツチングするKOH,+H20を用いる。
As the etching solution, KOH and +H20, which selectively etch Si in the above combination, are used.

エツチング液は、開孔4を通り化学反応によって第一0
wI2をエツチングするが、このエツチングは、図(b
)に示す如く、開孔4の直下から第二の層4の領域に拡
がってサイドエツチングを達成する。
The etching solution passes through the opening 4 and is etched by a chemical reaction.
wI2 is etched, but this etching is shown in Figure (b).
), side etching is achieved by spreading from just below the opening 4 to the area of the second layer 4.

また、第4図は他の従来方法例を説明する側面図である
Further, FIG. 4 is a side view illustrating another example of the conventional method.

同図に示すサイドエツチングは、先の従来方法例の場合
と同様に第3図(alに示す第一の層2をサイドエツチ
ングの対象にして、高周波により発生するプラズマを利
用したドライエツチング例えば反応性イオンエツチング
(RI E)によって行うものである。
The side etching shown in the same figure is carried out by dry etching using plasma generated by high frequency, for example by reaction etching, with the first layer 2 shown in FIG. This is done by reactive ion etching (RIE).

エツチングガスには、上記の組み合わせでSiを選択的
にエツチングするCC1,を用いる。発生したCCIA
プラズマおよび一緒に発生したイオンは、開孔4を通り
化学反応およびスパッタリング効果によって第一のJ’
ef2をエツチングするが、このエツチングは、第4図
に示す如く、開孔4の直下から第二の層4の領域に拡が
ってサイドエツチングを達成する。
As the etching gas, CC1, which selectively etches Si in the above combination, is used. CCIA that occurred
The plasma and the ions generated together pass through the opening 4 and reach the first J' by chemical reaction and sputtering effect.
ef2 is etched, and this etching spreads from directly below the opening 4 to the area of the second layer 4 to achieve side etching, as shown in FIG.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記両者の従来方法例では、エツチング
液またはプラズマなどが開孔4を通ってサイドエツチン
グを行うため、サイドエツチング量(第二の層3の領域
に入り込む奥行長)が大きくなるに従いエツチング速度
が低下し、成る大きさに達するとエツチングが停止する
ので、可能なサイドエツチング量に限界がある、という
問題がある。
However, in both of the conventional methods mentioned above, the etching liquid or plasma passes through the openings 4 to perform side etching, so as the amount of side etching (the depth of penetration into the area of the second layer 3) increases, the etching speed increases. There is a problem in that there is a limit to the amount of side etching that can be done because the etching stops when the amount of side etching decreases and reaches a certain size.

また、前者のウェットエツチングの場合には、エツチン
グ液がそれの触れた面を汚染すると共に第一の層2のエ
ツチング面が荒れた状態になり、後者のドライエツチン
グの場合には、汚染や面荒れが少なく表面が清浄で且つ
平滑であるものの、第一の層2のエツチング面が上記の
スパッタリング効果によりダメージを受ける、という問
題もある。
In addition, in the case of the former wet etching, the etching solution contaminates the surface it touches and the etched surface of the first layer 2 becomes rough, while in the case of the latter dry etching, the etching solution contaminates the surface it touches and the etched surface becomes rough. Although the surface is clean and smooth with little roughness, there is also the problem that the etched surface of the first layer 2 is damaged by the above-mentioned sputtering effect.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は、基板上の第一の層およびその上にあって
その一部を表出させた第二の層において、第一の層の表
出部から第二の層の領域に入り込むように第一の層をエ
ツチングするサイドエツチングを行うに際して、第二の
層を透光性のものにし、励起により第一の層を選択的に
エツチングするガス中に基板を配置し、そのエツチング
ガスを励起させる光を基板に第二の層の側から照射する
本発明のサイドエツチング方法によって解決される。
The above problem is caused by the fact that in the first layer on the substrate and the second layer on top of which a portion of the layer is exposed, the problem is that the exposed portion of the first layer enters the area of the second layer. When performing side etching to etch the first layer, the second layer is made transparent, the substrate is placed in a gas that selectively etches the first layer by excitation, and the etching gas is This problem is solved by the side etching method of the present invention in which exciting light is irradiated onto the substrate from the second layer side.

〔作用〕[Effect]

エツチングガスは、光により励起された場合にもエツチ
ング作用を呈し、その作用が化学反応であることが知ら
れている。
It is known that an etching gas also exhibits an etching effect when excited by light, and that this effect is a chemical reaction.

本発明は、この現象を利用してサイドエツチングを効果
的に行うことが出来るようにしたものである。
The present invention utilizes this phenomenon to effectively perform side etching.

即ち、第二の層が透光性であることから照射した励起用
の光がサイドエツチング部に到達するので、サイドエツ
チング進行中のエツチング面の近傍においてエツチング
ガスが継続的に励起される。
That is, since the second layer is translucent, the irradiated excitation light reaches the side etching portion, so that the etching gas is continuously excited in the vicinity of the etched surface during side etching.

このため、本方法による場合のサイドエツチングでは、
サイドエツチング量が大きくなっても略一定のエツチン
グ速度を維持し、サイドエツチング量を先の例で述べた
従来方法の場合より格段に太き(することが可能である
Therefore, in side etching using this method,
Even if the side etching amount increases, a substantially constant etching speed is maintained, and the side etching amount can be made much thicker than in the conventional method described in the previous example.

また、この場合の励起されたエツチングガスの作用には
スパッタリング効果がないので、第一の層のエツチング
面が受けるダメージが従来方法のドライエツチングの場
合より格段に少なくなる。
Also, since the action of the excited etching gas in this case does not have a sputtering effect, the damage to the etched surface of the first layer is much less than in the case of conventional dry etching.

言うまでもなく、従来方法のドライエツチングの場合と
同様に、エツチング後の表面は清浄であり平滑である。
Needless to say, as with conventional dry etching, the surface after etching is clean and smooth.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明方法の実施例について第1図および第2図を
用いて説明する。
Examples of the method of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は実施例を説明する側面図、第2図は実施例を行
う装置例の要部側面図である。全図を通じ同一符号は同
一対象物を示す。
FIG. 1 is a side view for explaining an embodiment, and FIG. 2 is a side view of a main part of an example of an apparatus for carrying out the embodiment. The same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.

第1図に示すサイドエツチングは、従来方法例で述べた
第3図図示の第一〇N2をサイドエツチングの対象にし
ている。ここで、基板1の表面はSi3 N4 、St
からなる第一のlW2の厚さは約0.3μm XSiO
2からなる第二の屓3の厚さは約0.1μm、開孔4の
大きさは約0.3μm角、である。
In the side etching shown in FIG. 1, No. 10N2 shown in FIG. 3, which was described in the example of the conventional method, is subjected to side etching. Here, the surface of the substrate 1 is made of Si3 N4, St
The thickness of the first lW2 made of XSiO is approximately 0.3 μm.
The thickness of the second layer 3 made of 2 is approximately 0.1 μm, and the size of the opening 4 is approximately 0.3 μm square.

エツチングは次の如くにして行う。Etching is performed as follows.

即ち、第1図において、第一、第二のwI2.3が設け
られた基板1を圧力的20TorrのC12ガス雰囲気
中に配置し、基板1の温度が常に100℃になるように
する。そこえ、波長が340nm付近の紫外線を出射す
る水銀ランプにより、第二〇Fi3の側から約200m
W /−のエネルギー密度で上記紫外線からなる励起用
の光5を照射する。
That is, in FIG. 1, the substrate 1 provided with the first and second wIs of 2.3 is placed in a C12 gas atmosphere at a pressure of 20 Torr, and the temperature of the substrate 1 is maintained at 100° C. at all times. Therefore, using a mercury lamp that emits ultraviolet light with a wavelength of around 340 nm,
The excitation light 5 made of the ultraviolet rays is irradiated with an energy density of W/-.

この操作は、例えば第2図に示す装置によって行うこと
が出来る。同図において、11は真空チャンバ、12は
チャンバ11にエツチングガスを導入するガス導入口、
13はチャンバ11内を所定の圧力に減圧するガス排気
口、14はチャンバ11内にあって基板1を載置するサ
セプタ、15はサセプタ14の中に組み込まれて基板1
を所定の温度に保持するヒータ、16はチャンバ11の
真空を保ち光5を透過させる窓、17は光5の光源(水
銀ランプ)、である。
This operation can be performed, for example, by the apparatus shown in FIG. In the figure, 11 is a vacuum chamber, 12 is a gas inlet for introducing etching gas into the chamber 11;
Reference numeral 13 indicates a gas exhaust port for reducing the pressure within the chamber 11 to a predetermined pressure; 14 indicates a susceptor located within the chamber 11 on which the substrate 1 is placed; and 15 indicates a susceptor incorporated in the susceptor 14 for disposing the substrate 1.
16 is a window that maintains a vacuum in the chamber 11 and transmits the light 5, and 17 is a light source (mercury lamp) for the light 5.

さすれば、C12なるエツチングガスが光5により励起
されるので、光源17を点灯した期間だけ第一の層2が
選択的にエツチングされる。
Then, since the C12 etching gas is excited by the light 5, the first layer 2 is selectively etched only during the period when the light source 17 is turned on.

ここで基板lの温度を100℃にしたのは、基板lの温
度変化によるエツチング速度の変化を避けるために、光
5の照射にかかわらず基板1の温度を一定に保つのを容
易にするようにしたもので、一定の温度を保つならば1
00℃である必要はない。
The reason why the temperature of the substrate 1 was set to 100°C is to make it easier to keep the temperature of the substrate 1 constant regardless of the irradiation of the light 5, in order to avoid changes in the etching rate due to changes in the temperature of the substrate 1. 1 if the temperature is kept constant.
It does not have to be 00°C.

そして、エツチング領域は、開孔4の領域から第二0層
3の領域に入り込み、5分間の点灯により直径が約2.
3μmの略円形に、10分間の点灯によりそれが約4.
3μmとなる。
Then, the etching area enters the area of the 20th layer 3 from the area of the opening 4, and after 5 minutes of lighting, the etching area becomes approximately 2.5 mm in diameter.
When turned on for 10 minutes, it becomes about 4.0mm in approximately 3μm circular shape.
It becomes 3 μm.

従って、このサイドエ・/ランプでは、約0.2μm/
分 のエツチング速度を維持していることが判かり、点
灯時間を延長することによりサイドエツチング量を更に
大きくすることが出来ることも判る。
Therefore, in this side E/lamp, approximately 0.2 μm/
It can be seen that the etching speed is maintained at the same etching speed of 1000 yen, and it is also seen that the amount of side etching can be further increased by extending the lighting time.

このようにサイドエツチング量が大きくなるようにエツ
チングが進むのは、第二0層3が光5を透過させること
から、先に述べた如く光5がエツチング部に到達してサ
イドエツチング進行中のエツチング面の近傍にあるエツ
チングガスを継続的に励起するからである。第1図には
、その様子の理解を助けるため、エツチングガス分子、
励起されたエツチングガス分子およびエツチング反応に
よる生成ガス分子をそれぞれ○、△および口で示しであ
る。
The reason why the etching progresses so that the amount of side etching increases is that the 20th layer 3 transmits the light 5, and as mentioned above, the light 5 reaches the etching area and the side etching is progressing. This is because the etching gas near the etching surface is continuously excited. Figure 1 shows etching gas molecules,
Excited etching gas molecules and gas molecules produced by the etching reaction are indicated by circles, triangles, and holes, respectively.

また、上記の如くにしてエツチングを行ったものを調べ
たところ、表面は清浄且つ平滑であり、然も、エツチン
グ面のダメージも見当たらない。
Further, when we examined the etched product as described above, we found that the surface was clean and smooth, and no damage was found on the etched surface.

以上に述べた実施例では、基板1の表面、第一0層2お
よび第二の屓3の材料をそれぞれSi3 N 4 、S
tおよび5iOzにしたが、エツチングガスが第一〇屓
2を選択的にエツチングする組み合わせであり、且つ第
二のW2Bがそのエツチングガスを励起する光5を透過
させる条件を満たすならば本発明方法の実施が可能であ
る。
In the embodiment described above, the materials of the surface of the substrate 1, the 10th layer 2 and the second layer 3 are Si3N4 and S
t and 5 iOz, but if the etching gas is a combination that selectively etches the first layer 2, and the second W2B satisfies the conditions for transmitting the light 5 that excites the etching gas, the method of the present invention can be used. It is possible to implement

また、実施例は、第二〇屓3が開孔4を有する場合であ
るが、第二0層3が任意のパターン形状をなしていても
本発明方法が有効であることは容易に理解されよう。
Further, although the example is a case where the second layer 3 has openings 4, it is easily understood that the method of the present invention is effective even if the second layer 3 has an arbitrary pattern shape. Good morning.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明の構成によれば、第一の層の
表出部から第一の層上の第二の層の領域に入り込むよう
に第一の層をエツチングするサイドエツチングにおいて
、サイドエツチング量の増大を可能にさせ、然も清浄で
平滑な表面を得ながらエツチング面のダメージを低減さ
せることが出来て、例えば半導体装置などの設計自由度
の拡大を可能にさせる効果がある。、
As explained above, according to the structure of the present invention, in the side etching of etching the first layer so as to enter the region of the second layer on the first layer from the exposed portion of the first layer, the side etching is performed. It is possible to increase the amount of etching, and to reduce damage to the etched surface while obtaining a clean and smooth surface, which has the effect of increasing the degree of freedom in designing, for example, semiconductor devices. ,

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法の実施例を説明する側面図、第2図
は実施例を行う装置例の要部側面図、第3図は従来方法
例を説明する側面図、第4図は他の従来方法例を説明す
る側面図、である。 図において、 1は基板、 2は第一の層、 3は第二の層、 4は開孔、 5は励起用の光、 Oはエツチングガス分子、 △は励起されたエツチングガス分子、 口はエツチング反応による生成ガス分子、11は真空チ
ャンバ、 12はガス導入口、 13はガス排気口、 14はサセプタ、 15はヒータ、 16は窓、 17は光源、 である。 シト、発日月方法め芙ソ庁もイ〃JE官か月1−うイ貝
’Ji(Σ]11 図 恒にニラ1邑イllj芝イ′コ゛う圭ξ、置イi・」6
ワ嘗部イ突・10口り戸コ第 2図 イカも」侶ミフテシ2シ労Jと含気j ’fl Tるイ
貝゛Jill第 3 図 イでL6リイ芝1ミズy法イl何と”言も明1vろイ契
’Ji Zコ第 4図
Fig. 1 is a side view illustrating an embodiment of the method of the present invention, Fig. 2 is a side view of main parts of an example of an apparatus for carrying out the embodiment, Fig. 3 is a side view illustrating an example of a conventional method, and Fig. 4 is a side view illustrating an example of a conventional method. FIG. 2 is a side view illustrating an example of a conventional method. In the figure, 1 is the substrate, 2 is the first layer, 3 is the second layer, 4 is the opening, 5 is the excitation light, O is the etching gas molecule, △ is the excited etching gas molecule, and the opening is Gas molecules produced by the etching reaction, 11 a vacuum chamber, 12 a gas inlet, 13 a gas exhaust port, 14 a susceptor, 15 a heater, 16 a window, and 17 a light source. 6
The second squid is also a squid. ``Komo Ming 1 v Roy contract 'Ji Z co Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 基板上の第一の層およびその上にあってその一部を表出
させた第二の層において、第一の層の表出部から第二の
層の領域に入り込むように第一の層をエッチングするサ
イドエッチングを行うに際して、 第二の層を透光性のものにし、励起により第一の層を選
択的にエッチングするガス中に基板を配置し、そのエッ
チングガスを励起させる光を基板に第二の層の側から照
射することを特徴とするサイドエッチング方法。
[Claims] In a first layer on a substrate and a second layer on top of which a portion of the layer is exposed, the layer enters the area of the second layer from the exposed portion of the first layer. When performing side etching to etch the first layer, the second layer is made transparent, the substrate is placed in a gas that selectively etches the first layer by excitation, and the etching gas is A side etching method characterized by irradiating the substrate with light that excites the second layer from the side of the second layer.
JP62075012A 1987-03-27 1987-03-27 Side etching method Expired - Lifetime JPH081897B2 (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142140A (en) * 1984-07-30 1986-02-28 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション Method of forming self-aligning structure
JPS6142141A (en) * 1984-08-02 1986-02-28 Toshiba Corp Selective photo chemical reaction apparatus

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